[发明专利]一种可降低有机相合成发光量子点生物毒性的水溶性转换方法

权利要求书

1.一种可降低有机相合成发光量子点生物毒性的水溶性转换方法，其特征是包括以下步骤：

(1)量子点的表面硅烷化改性：将量子点分散在有机溶剂中，然后加入不含官能团的硅烷试剂，搅拌反应使硅烷试剂与量子点表面的配体进行交换；量子点在有机溶剂中的浓度为0.03～1.0mg/mL；

(2)制备水相溶液：

A.把乙醇、氨水和水混合搅拌；

B.将带有巯基、氨基、羧基或聚乙二醇基的硅烷试剂加入到步骤A所得的溶液中搅拌得水相溶液；

(3)SiO₂外壳的形成及量子点的水溶性转换：把步骤(1)制得的溶液和步骤(2)制得的水相溶液混合、搅拌，通过溶胶-凝胶反应使量子点转到水相中，然后将反应后的反应液离心分离，取下层沉淀物分散到纯水中，即得水溶性的、包覆有功能化SiO₂外壳的、生物毒性低的量子点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：不含官能团的硅烷试剂∶有机溶剂∶乙醇∶氨水∶水的体积比为1×10^-3～4×10^-3∶0.5～7∶5～30∶0.5～3∶1～3。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(1)中，所述不含官能团的硅烷试剂为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯，所述有机溶剂为甲苯、正己烷、氯仿或三辛基膦；所述量子点选自未掺杂的单一组份的量子点和核壳结构的量子点中的一种，所述未掺杂的单一组份的量子点为CdSe、InP、CdTe或ZnSe，所述核壳结构的量子点为CdSe/ZnS、CdSe/CdS、CdTe/CdS、CdTe/ZnS、InP/ZnS、ZnSe/ZnS或CdSe/CdS/ZnS。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤(1)中不含官能团的硅烷试剂与量子点的反应时间为2～10小时；步骤(2)A中搅拌时间为3～6分钟；步骤(3)中反应时间为2～6小时。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征是：步骤B中，硅烷试剂为带有巯基的硅烷试剂，带有巯基的硅烷试剂与水的体积比为0.2×10^-3～4×10^-3∶1～3，所述带有巯基的硅烷试剂为三甲基巯丙基硅烷或三乙基巯丙基硅烷，搅拌5～24小时得水相溶液。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征是：步骤B中，硅烷试剂为带有氨基的硅烷试剂，带有氨基的硅烷试剂与水的体积比为0.2×10^-3～4×10^-3∶1～3，所述带有氨基的硅烷试剂为三甲基氨丙基硅烷或三乙基氨丙基硅烷，搅拌10～50分钟得水相溶液。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征是：步骤B中，硅烷试剂为带有羧基的硅烷试剂，带有羧基的硅烷试剂与水的体积比为0.2×10^-3～3×10^-3∶1～3，所述带有羧基的硅烷试剂为羧乙基硅三醇钠盐或2-(carboxymethylthio)ethyltrimethylsilane，搅拌5～60分钟得水相溶液。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征是：步骤B中，硅烷试剂为带有聚乙二醇基的硅烷试剂，带有聚乙二醇基的硅烷试剂与水的体积比为0.5×10^-3～3×10^-3∶1～3，所述带有聚乙二醇基的硅烷试剂为2-[methoxy(polyethyleneoxy)propyl]-trimethoxy-silane、2-[methoxy(polyethyleneoxy)propyl]heptamethyltrisiloxane或2-[methoxy(polyethyleneoxy)propyl]-trichlorosilane，搅拌5～30分钟得水相溶液。

9.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征是：步骤(2)中，氨水的质量浓度为25％，步骤(3)中量子点SiO₂外壳的厚度为0.5～1nm，所得量子点的液体动力学直径小于等于10nm。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是具体包括以下步骤：

(1)量子点的表面硅烷化改性：把1～4μL的不含官能团的硅烷试剂与0.5～7mL含有有机相合成量子点的有机溶剂混合，搅拌2～10小时，得溶液1；所述量子点在有机溶剂中的浓度为0.03～1.0mg/mL；

(2)制备水相溶液：

A.把5～30mL乙醇、0.5～3mL 25wt％的氨水、1～3mL水混合并搅拌3～6分钟制得溶液2；

B.采用下述①、②、③、④四种步骤中的一种配制水相溶液：

①把0.2～4μL的带有巯基的硅烷试剂加入到溶液2中，搅拌5～24小时，制得溶液3；

②把0.2～4μL的带有氨基的硅烷试剂加入到溶液2中，搅拌10～50分钟，制得溶液4；

③把0.2～3μL的带有羧基的硅烷试剂加入到溶液2中，搅拌5～60分钟，制得溶液5；

④把0.5～3μL带有聚乙二醇基的硅烷试剂加入到溶液2中，搅拌5～30分钟，得溶液6；

(3)SiO₂外壳的形成及量子点的水溶性转换：把步骤(1)制得的溶液1和步骤(2)制得的溶液3、4、5、6其中的任一种混合，搅拌2～6小时使量子点转到水相中，然后将反应后的反应液离心分离，取下层沉淀物分散到纯水中，即得水溶性的、包覆有功能化SiO₂外壳的、生物毒性低的、直径小于等于10nm的量子点。